Новое исследование всколыхнуло научное сообщество, предложив способ преобразования вращения Земли и её магнитного поля в электрическую энергию с помощью специального магнитного материала. Хотя эксперимент принстонских учёных привёл к генерации лишь 17 микровольт, что вызвало волну скептицизма, сам факт получения измеримого напряжения открывает путь для дальнейших изысканий в этой области.
Попытки решить эту задачу уходят корнями в XIX век. Ещё в 1832 году Майкл Фарадей, основоположник учения об электромагнетизме, проводил первые опыты, вдохновлённые принципом электромагнитной индукции. Теоретически, если бы удалось создать устройство, использующее движение проводника в магнитном поле планеты, оно могло бы работать как электростанция. Однако на практике всё оказалось сложнее: из-за однородности магнитного поля Земли возникающие в проводнике силы самоиндукции нейтрализуют эффект, препятствуя генерации тока. Именно поэтому опыты Фарадея не увенчались успехом.
Топологический прорыв: от теории к микровольтам
Исследователи из Принстонского университета предложили принципиально новый подход. Они предположили, что для преодоления фундаментальных ограничений необходима особая топология устройства и специфические свойства материала. В статье, опубликованной в журнале «Физический обзор исследований», группа описала эксперимент, который, по их мнению, подтверждает эту гипотезу.
«Идея кажется контринтуитивной и вызывает споры со времён Фарадея», — отмечает физик Пол Томас из Университета Висконсин-О-Клэр. Тем не менее, он признаёт, что проведённые эксперименты выглядят серьёзно и заслуживают внимания.
На заседании Американского физического общества учёные представили расчёты, показывающие, что полый цилиндр из определённого материала может особым образом направлять магнитное поле Земли. Это создаёт магнитное притяжение, способное преодолеть внутренние электростатические силы и привести в движение электроны, генерируя ток.
Для проверки теории было создано устройство в форме полого цилиндра из магнитомягкого сплава марганца, цинка и железа. Ключевыми условиями были особая топология, состав материала и его размеры, обеспечивающие низкое магнитное число Рейнольдса, что благоприятствует магнитной диффузии. Электроды были установлены под углом 57 градусов, перпендикулярно оси вращения Земли и вектору её магнитного поля.
Экспериментальная конфигурация. На схеме показана ориентация цилиндрической оболочки из феррита MnZn с прикреплёнными электродами и термопарами.
Обратите внимание: Цифровая диктатура в Китае. У миллионов людей слишком мало шансов иметь возможность жить нормальной жизнью.
Тщательно контролируя побочные термоэлектрические эффекты, исследователи зафиксировали напряжение в 17 микровольт. Важно, что этот эффект исчезал при замене полого цилиндра на сплошной или изменении ориентации устройства, что косвенно подтверждало связь генерации с заявленным механизмом.
Скепсис и вызовы на пути к подтверждению
Несмотря на интригующие результаты, научное сообщество сохраняет осторожность. Основная проблема — ничтожно малая величина сигнала. «Наблюдаемое напряжение очень мало, поэтому может быть множество вторичных причин», — комментирует Ринке Вейнгаарден, физик на пенсии из Свободного университета Амстердама. Он отмечает, что генерируемое напряжение составляет лишь малую часть потенциала действия нейрона, что затрудняет исключение влияния случайных факторов окружающей среды.
Для убедительного доказательства концепции необходимы независимые проверки. Вейнгаарден предлагает ключевой тест: провести измерения на разных широтах Земли, где угол между осью вращения и магнитным полем различен. Если напряжение будет меняться предсказуемым образом в соответствии с теорией, это станет серьёзным аргументом в её пользу.
Ведущий автор исследования Кристофер Ф. Чиба согласен, что путь от лабораторного эксперимента к практическому применению долог. «Наши уравнения показывают, как можно осуществить эту эволюцию, но это совсем не то же самое, что доказать, что это возможно», — поясняет он.
Перспективы и планетарные последствия
Если гипотеза подтвердится, а устройство удастся масштабировать, человечество может получить новый источник чистой и, потенциально, очень дешёвой энергии. Однако у этой медали есть и обратная сторона. Поскольку устройство использует кинетическую энергию вращения Земли, его глобальное развёртывание теоретически может приводить к едва заметному замедлению планеты.
Расчёты показывают, что для покрытия всех современных энергетических потребностей (около 11 000 гигаватт в год) вращение Земли замедлилось бы примерно на 7 миллисекунд за столетие. Для сравнения, гравитационное влияние Луны вызывает аналогичный по порядку величины эффект, что делает этот побочный результат скорее интересным теоретическим следствием, чем практической угрозой.
На текущем этапе главная задача — не создание энергоустановок, а тщательная проверка и воспроизведение результатов. Если научное сообщество сможет это сделать, человечество сделает первый шаг к освоению поистине глобального источника энергии.
Читайте все последние новости технологий на New-Science.ru
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Недавний эксперимент показал, что можно генерировать электричество из вращения Земли и её магнитного поля, используя особый магнитный материал.